第二章电器控制线路的基本规律(新).ppt
上章内容回顾,第七节 低压执行电器,第六节 主令电器,第五节 熔断器,第四节 继电器,第三节 接触器,第二节 开关电器,第一节 低压电器的基本知识,第五节 熔断器,第四节 继电器,第四节 继电器,第五节 熔断器,第六节 主令电器,复合触点,第六节 主令电器,第二章 电器控制线路的基本规律,第一节 电器控制线路的绘制原则,第二节 电器控制线路中的基本环节,第三节 三相交流电动机的启动控制线路,第四节 三相交流电动机的制动控制线路,本章小结,第五节 电器控制线路中的保护环节,1、什么是电气控制线路图？为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这就是电气控制系统图。（由低压控制电器所组成的控制线路叫做电气控制线路。）电气系统线路图有三种：电气原理图、电器元件布置图、电气安装接线图。2、什么是电气控制线路？用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起来，并实现某种特定控制要求的电路。,第一节 电气控制线路的绘制原则,3、电气控制线路常用的图形、文字符号 根据GB4728-1984电气图用图形符号；GB6988-1987电气制图；GB7159-1987电气技术的文字符号制订通则。主电路标号由文字符号和数字组成，如：电源引入线用L1、L2、L3标号；电源开关后用U、V、W标号；用下标数字，表示哪一相、哪一接点。,第一节 电气控制线路的绘制原则,一、电气原理图 电器原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路工作原理等优点。（一）绘制电器原理图应遵循的原则：1、主电路和控制电路分开画。主电路包括从电源到电动机的电路，大电流通过的部分，用粗线条画在原理图左边。控制电路通过小电流，由按钮、触头、线圈等组成，用细线条画在原理图的右边。,2、电器元件的图形、文字符号采用国家统一标准。3、同一电器元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。,第一节 电气控制线路的绘制原则,4、全部触头都按“平常”状态画出。5、控制电路的分支线路，按动作先后顺序排列，交叉连接点用黑点标出。,第一节 电气控制线路的绘制原则,（二）图面区域划分,如右图分成若干图区，上方为该区电路的用途和作用，下方为图区号（也可在上方）。在继电器、接触器线圈下方列有触点表以 说明线圈和触点的从属关系。,一、电气原理图,第一节 电气控制线路的绘制原则,（三）符号位置的索引当一个控制系统有多页图纸时，索引非常有用。接触器、继电器的线圈、触点的索引方法接触器继电器,一、电气原理图,第一节 电气控制线路的绘制原则,表示电气控制系统中各电器元件的实际位置。,二、电器元件布置图,第一节 电气控制线路的绘制原则,D,6,5,电气互连图：,原则：外部单元同一电器的各部件画在一起，其布置尽可能符合电器实际情况。各电器元件的图形符号、文字符号和回路标记均以电气原理图为准，并保持一致。不在同一控制箱和同一配电盘上的各电器元件的连接，必须经接线端子板进行。互连图中的电气互连关系用线束表示，连接导线应注明导线规格（数量、截面积），一般不表示实际走线途径。对于控制装置的外部连接线应在图上或用接线表表示清楚，并注明电源的引入点。,表明了电器设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接，是实际安装接线的依据,三、电气安装接线图,第一节 电气控制线路的绘制原则,电器接线图示例,第一节 电气控制线路的绘制原则,图中左方的点划线方框表示CW6132车床的电气控制柜、中间小方框表示照明灯控制板、右方小方框则表示机床运动操纵板。,D,6,5,电动机常见的基本控制线路：,点动控制线路,正转控制线路,正反转控制线路,顺序控制线路,多地控制线路,降压启动控制线路,制动控制线路,位置控制线路,第一节 电气控制线路的绘制原则,第二节 电器控制线路中的基本环节,一、单向旋转控制,1手动控制,D,6,5,开启式负荷开关控制,自动空气开关控制,控制方式简单,特点:,电气原理图：,应用:,控制三相电风扇和砂轮机等小容量电动机,2.点动控制,工作原理：,一、单向旋转控制,启动：按下起动按钮SB接触器KM线圈得电KM主触头闭合电动机M启动运行。停止：松开按钮SB接触器KM线圈失电KM主触头断开电动机M失电停转。,电气原理图：,第二节 电器控制线路中的基本环节,2.点动控制,应用：,常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速 移动的电机控制,保护环节：,短路保护,控制电路短路保护,主电路短路保护,工作原理：,电气原理图：,一、单向旋转控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,电气原理图,3.接触器自锁控制,自锁触点,热继电器热元件,热继电器常闭触点,一、单向旋转控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,电气原理图,3.接触器自锁控制,工作原理,保护环节,一、单向旋转控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,短路保护,过载保护,欠压、失压保护,工作原理,第二节 电器控制线路中的基本环节,开关切换,点动控制：SA断开,4连续与点动混合控制,一、单向旋转控制,连续控制：SA闭合,第二节 电器控制线路中的基本环节,第二节 电器控制线路中的基本环节,按钮切换,4连续与点动混合控制,工作原理：,连续控制：松开按钮SB3,点动控制：按下按钮SB3,一、单向旋转控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,4连续与点动混合控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,中间继电器切换,4连续与点动混合控制,一、单向旋转控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,主电路实现顺序控制,5顺序控制,控制电路实现顺序控制,要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式,一、单向旋转控制,顺序启动同时停止控制,顺序启动逆序停止控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,顺序启动同时停止控制,特点:,电气原理图：,控制电路,第二节 电器控制线路中的基本环节,顺序控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,顺序启动逆序停止控制,电气原理图：,特点:,主电路,控制电路,第二节 电器控制线路中的基本环节,一、单向旋转控制,多地控制,特点：,工作原理：,在两地或多地控制同一台电动机的控制方式启动(常开)按钮并联，停止(常闭)按钮串联,第二节 电器控制线路中的基本环节,三地控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,二、可逆旋转控制,电路形式:,电动机原理：,改变电动机三相电源的相序，可改变电动机的旋转方向,倒顺开关控制的正反转 按钮、接触器控制的正反转位置控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,1.倒顺开关控制正反转控制电路,5.5KW以下的电动机电路直接控制电动机正反转,特点:,电气原理图：,应用:,主电路,控制电路,用倒顺开关实现电源调相,倒顺开关,第二节 电器控制线路中的基本环节,2.按钮控制正反转控制电路,主电路：,KM2,控制电路：,正转按钮,反转按钮,工作原理：,缺点：,基本控制电路,第二节 电器控制线路中的基本环节,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,接触器联锁控制,联锁,接触器联锁,按钮联锁,第二节 电器控制线路中的基本环节,接触器联锁正反转控制电路,第二节 电器控制线路中的基本环节,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,接触器联锁控制,联锁,接触器联锁,按钮联锁,第二节 电器控制线路中的基本环节,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,优点：,接触器联锁控制,联锁,接触器联锁,按钮联锁,工作安全可靠,缺点：,操作不便,第二节 电器控制线路中的基本环节,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,优点：,按钮联锁控制,操作方便,缺点：,易产生故障,第二节 电器控制线路中的基本环节,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,优点：,接触器、按钮双重联锁控制,安全可靠，操作方便,第二节 电器控制线路中的基本环节,3.位置开关控制,有些生产机械如万能铣床，要求工作台在一定距离内能自动往返，通常利用行程开关控制电动机正反转实现。,工作台自动往返控制,第二节 电器控制线路中的基本环节,第三节 三相交流电动机启动控制线路,降压启动的方法,定子绕组串电阻（电抗）启动,自耦变压器降压启动,Y降压启动,延边三角形降压启动,降压启动的实质：,启动时减小加在定子绕组上的电压，以减小起动电流；启动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。,一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制,1.定子串电阻降压自动启动控制线路(加上两个动画）,电气原理图,工作原理,一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制,2.手动、自动启动控制线路,电气原理图,工作原理,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,正常运行接触器,变压器星点接触器,变压器电源接触器,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,降压启动按钮,全压运行按钮,中间继电器,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,工作原理,2.时间继电器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,工作原理,三、星形三角形降压启动控制,指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。Y起动只能用于正常运行时为形接法的电动机。,时间继电器控制Y降压起动三个接触器控制,三、星形三角形降压启动控制,电气原理图,1,2,3,4,A,电源接触器,星形接法接触器,三角形接法接触器,工作原理,Y降压启动控制,四、延边三角形降压启动控制,延边三角形降压启动是指电动机起动时，把电动机定子绕组的一部分接“”形，而另一部分接成“Y”形，使整个定子绕组接成延边三角形，待电动机启动后，再把定子绕组切换成“”形全压运行。,定子绕组的连接方式：,延边形接法,形接法,四、延边三角形降压启动控制,电气原理图,停机制动类型：,第四节 三相交流电动机的制动控制线路,常用的电气制动：,反接制动,能耗制动,电磁机械制动-电磁铁操纵机械进 行制动,电气制动-电动机产生一个与转子转动方向相反的力矩来进行制动,制动电阻的接线方法:,一、反接制动控制,原理：,要求：,对称接法,不对称接法,改变电动机电源相序，使定子绕组产生反向的旋转磁场，形成制动转矩。,10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电 阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源,防止反向再起动。,第四节 三相交流电动机的制动控制线路,1.单向反接制动的控制,一、反接制动控制,电气原理图：,速度继电器,关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零时，能自动将电源切除。,一、反接制动控制,1.单向反接制动的控制,工作原理：,电动机正常运转时，KM1通电吸合，KS的常开触点闭合，为反接制动作准备。按下停止按钮SB1，KM1断电，电动机定子绕组脱离三相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，KS常开触点仍保持闭合，将SB1按到底，使SB1常开触点闭合，KM2通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近100r/min时，KS常开触点复位，KM2断电，电动机断电，反接制动结束。,2.可逆运行的反接制动控制,一、反接制动控制,特点（与反接制动相比）：消耗的能量小，其制动电流要小得多；适用于电动机能量较大，要求制动平稳和制动频 繁的场合；能耗制动需要直流电源整流装置。,二、能耗制动控制,原理：电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加 直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁 场，达到制动的目的。,1.单向能耗制动控制,二、能耗制动控制,按时间原则控制,单向运行接触器,能耗制动接触器,整流变压器,桥式整流电路,1.单向能耗制动控制,二、能耗制动控制,按速度原则控制,2.电动机可逆运行能耗制动控制,二、能耗制动控制,正转接触器,反转接触器,3.单管能耗制动控制,二、能耗制动控制,单管半波整流,第五节 电器控制线路中的保护环节,电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过载保护、零压、欠压保护及弱磁保护。2.5.1 短路保护 电机、电器以及导线的绝缘损坏或线路发生故障时，都可能造成短路事故。短路电流可能使电器设备损坏，因此要求一旦发生短路故障时，控制线路能迅速切断电源。常用的短路保护元件有熔断器和自动开关。,2.5.2 过电流保护 电动机不正确地起动或负载转矩剧烈增加会引起电动机过电流运行。一般情况下这种过电流比短路电流小，但比电动机额定电流却大得多。在电动机运行过程中产生过电流比发生短路的可能性更大，尤其是在频繁正反转起动的重复短时工作制的电动机中更是如此。过电流的危害虽没有短路那么严重，但同样会造成电动机的损坏。原则上，短路保护所用元件可以用作过电流保护，不过断弧能力可以要求低些，完全可以利用控制电动机的接触器来断开过电流，因此常用瞬时动作的过电流继电器与接触器配合起来作过电流保护，过电流继电器作为测量元件，接触器作为执行元件断开电路。,2.5.3 过载保护 电动机长期超载运行，绕组温升将超过其允许值，造成绝缘材料变脆，寿命减少，严重时会使电机损坏。过载电流越大，达到允许温升的时间就越短。常用的过载保护元件是热继电器。由于热惯性的原因，热继电器不会受电动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作，所以在使用热继电器作过载保护的同时，还必须设有短路保护，选作短路保护的熔断器熔体的额定电流不应超过4倍热继电器发热元件的额定电流。必须强调指出，短路、过电流、过载保护虽然都是电流保护，但由于故障电流的动作值、保护特性和保护要求以及使用元件的不同，它们之间是不能相互取代的。,2.5.4 零电压和欠电压保护 在电动机运行中，如果电源电压因某种原因消失，那么在电源电压恢复时，如果电动机自行起动，将可能使生产设备损坏，也可能造成人身事故。对供电系统的电网来说，同时有许多电动机及其它用电设备自行起动也会引起不允许的过电流及瞬间网络电压下降。为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零电压保护。当电动机运行时，电源电压过分地降低将引起一些电器释放，造成控制线路工作不正常，甚至产生事故。电网电压过低，如果电动机负载不变，由于三相异步电动机的电磁转矩与电压的二次方成正比，则会因电磁转矩的降低而带不动负载，造成电动机堵转停车，电动机电流增大使电动机发热，严重时烧坏电动机。因此，在电源电压降到允许值以下时，需要采用保护措施，及时切断电源，这就是欠电压保护。通常是采用欠电压继电器，或设置专门的零电压继电器来实现。,2.5.5 弱磁保护,小结,1.本章重点讲述了电动机的启动、制动、调速等控制线路。2.掌握电动机的启动方法及其使用场合和特点。3.掌握各种电动机的制动方法及其使用场合和特点。4.掌握电动机的控制原则,即时间原则、速度原则、电流原则、电势原则、行程原则、频率原则。5.掌握电力拖动系统中的保护环节 常用的联锁保护：电气联锁和机械联锁，常用的互锁环节：动作顺序联锁环节、电气元件与机械动作的联锁。电动机常用的保护环节：短路保护、过电流保护、过载保护、失压和欠压保护，弱磁保护及超速保护等。,谢谢!,
